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甘蔗近缘种蔗茅(Erianthus fulvus)光合气体交换特性的差异分析
《中国农业科学 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：【目的】研究蔗茅无性系气体交换特性,筛选高光效种质资源,为开展高光效品种培育等相关研究奠定基础。【方法】在自然条件下,利用Li-6400便携式光合仪测定36份蔗茅种质资源的光合气体交换参数,如叶片净光合速率、气孔导度、胞间CO_2浓度、蒸腾速率、叶片饱和水汽压亏缺、蒸腾效率、叶片瞬时水分利用效率。【结果】36份蔗茅种质资源平均净光合速率为17.61μmol·m~(-2)·s~(-1),倍数变化为2.28;平均气孔导度为0.15 mol·m~(-2)·s~(-1),倍数变化为2.88;平均胞间CO_2浓度为163.49μmol·mol~(-1),倍数变化为2.29;平均蒸腾速率为2.17 mmol·m~(-2)·s~(-1),倍数变化为1.96;平均叶片饱和水汽压亏缺为1.38 MPa,倍数变化为1.60;平均蒸腾效率为124.43μmol CO_2·mol~(-1)H_2O,倍数变化为1.93;平均叶片瞬时水分利用效率为8.12μmol CO_2·mmol~(-1)H_2O,倍数变化为1.75。36份蔗茅无性系光合气体交换参数变异系数范围为11.79%—26.79%,其中,气孔导度变异系数最高(26.79%),净光合速率次之(21.48%),叶片瞬时利用效率最低(11.79%),36份蔗茅无性系光合气体交换参数间存在较大差异。净光合速率与蒸腾速率、气孔导度、叶片瞬时水分利用效率呈显著正相关,与叶片饱和水汽压亏缺呈显著负相关;气孔导度与胞间CO_2浓度、蒸腾速率呈显著正相关,与叶片饱和水汽压亏缺、蒸腾效率呈显著负相关。环境因子相关分析表明,叶片饱和水汽压亏缺与经度呈正相关,与海拔、纬度呈负相关,依据海拔划分为高海拔和低海拔,高海拔拥有相对较高的光合速率。进一步利用主成分分析选出2个主成分,方差累计贡献率达到89.79%,净光合速率、气孔导度、蒸腾速率即光合效率作为第一主成分的主导因子;胞间CO_2浓度、叶片瞬时水分利用效率、蒸腾效率即水分利用效率因子作为第二主成分的主要因子。36份蔗茅无性系材料可划分为五类,分别划分为光合效率高、较高、中、低、较低和水分利用效率高、较高、中、低、较低类5个类群。在聚类基础上进行逐步判别分析,7个光合气体交换参数有5个进入判别函数,建立了5个判别能力较高的判别模型,回判的准确率达97.22%。【结论】第Ⅳ大类群具有较高光合效率和较高水分利用效率,材料丰富,拥有较好的育种应用前景。
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甘蔗TB1基因的克隆与生物信息学分析
《热带作物学报 》 2015 北大核心 CSCD
摘要：以负调控禾本科植物分蘖的关键基因TB1为研究对象,根据水稻、玉米、高粱TB1同源基因保守序列设计引物,使用RT-PCR方法和RACE技术从甘蔗茎尖处克隆到该基因的同源基因Sc TB1。Sc TB1 c DNA全长1 668 bp,包含274 bp的5′UTR,1 149 bp的CDS和245 bp的3′UTR。生物信息学分析表明该基因可编码382个氨基酸残基,编码产物含有保守的SP区、TCP区和R区,属于TCP家族转录因子。其分子量为40.7 ku,理论等电点为8.55,蛋白亚细胞定位预测其主要定位于细胞质。系统进化分析表明Sc TB1属于CYC/TB1亚族蛋白,与高粱TB1和玉米TB1聚为一个亚类。根据序列的保守性和预测结果可推测Sc TB1很可能也参与了甘蔗分蘖性状的调控。
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云南八倍体割手密抗逆功能标记遗传多样性探讨
《亚热带农业研究 》 2015
摘要：割手密是甘蔗杂交育种中重要的野生血缘供体亲本和抗逆性状基因源。选用根据植物抗旱和耐高温相关基因(DREB,Aquaporin;HSP70,WRKY1)设计的引物对或单条引物与随机引物之一组成的5对功能标记(DBF/Arb1,DBF/Arb2,Aqua/Arb1;SCB174,SCB190)对22份云南八倍体割手密进行抗逆功能标记的遗传多样性评价,同时选用13份甘蔗骨干亲本和10份近年云南主栽甘蔗品种作为对照。多态性统计显示,5对功能标记引物共获得113个条带,其中106个为多态性条带,17个为群体特异带,平均多态性条带比例为93.81%,平均多态信息量为0.914 0,八倍体割手密多态性表现最为丰富;遗传相似性系数分析表明,八倍体割手密无论在抗旱还是耐高温标记方面均有较大的相似性系数范围;群体遗传分化分析表明,八倍体割手密在抗旱和耐高温标记方面都与骨干亲本和主栽品种存在较小基因流,多数仅有30%左右的遗传变异来自于群体之间;UPGMA聚类结果也表明,云南八倍体割手密材料与骨干亲本和主栽甘蔗品种在5对抗逆功能标记上表现出明显的遗传差异。以上结果均表明,云南八倍体割手密在耐高温基因HSP70、WRKY和抗旱基因DREB、AQP等4个抗逆基因(尤其是HSP70和AQP)功能标记上较骨干亲本和近年云南主栽甘蔗品种拥有更为丰富的遗传变异,而且八倍体割手密中还有很多抗逆血缘未渗透到现代甘蔗品种中。因此,甘蔗品种改良上应加大云南八倍体割手密资源的利用力度。
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